鋁合金材料加工變形控制措施研究

黨志南

摘 要：銘合金材料是重要的加工材料之一，在社會生活與生產中發揮了巨大作用，但是變形問題是制約其廣泛利用的主要障礙。本文基于分析銘合金材料變形原因與特點的基礎之上，從熱處理與冷處理等方面提出了相應的應對措施。

關鍵詞：銘合金；變形加工方法；熱處理

鋁合金材料因具備重量較小、耐腐性性高、導熱性能好等優勢，使之在當今的社會生活與生產中得到了極大的運用，已經成為了當今重要的建筑材料以及生活器件加工材料。然而，任何材料均非是完美無缺的，鋁合金材料同樣如此，變形問題的出現直接影響到了銷售與使用效果。導致變形的原因是多方面的，但主要出現在加工環節階段，在加工過程中由于加工零件內部微觀或者宏觀的組織產生了不均勻的體積變化，從而形成了零件內應力。發生了內應力變化的零件時常會處于激烈的內部變化狀態，在各種內外力的交織作用下競相于穩定的狀態。鋁合金材料即使在環境較為適宜的常溫狀態下，其內部同樣存在激烈的運動，在一定時間內這種運動尚不足以破壞其內部的平衡，從外面觀察依然保持著完好。然而，當達到一定時間之后，如果清除某一表面即可發現其內部平衡已經被打破，在內應力的作用下導致鋁合金材料發生變形變形，直接影響使用用途以及使用壽命。

一、鋁合金材料發現變形原因和特點

（一）原因

鋁合金在機械加工過程中產生變形的原因主要有：

其一，鋁合金材料在加工過程中，對于擠壓速度與溫度有一定的要求，如果擠壓速度與溫度達不到相應的技術要求，則難以實現溶固強化的效果，加工質量大打折扣；

其二，鋁合金材料加工過程中選擇的位置不當，在缺乏足夠通風量的情況下延緩了板材冷卻的速度，致使在擠壓過程中產生了變形；

其三，為充分掌控好加工的時效，當熱風循環受到阻礙之后，板材表面受力不均導致變形乃至彎曲；

其四，板材加工模具設計不夠合理，當擠壓環節中因各類因素的綜合作用導致顫抖現象進而導致板材表面出現波紋。

（二）特點

鋁合金材料在擠壓加工過程中具有以下特點：其一，加工性強；其二，成形性高、其三，可鍛性高等。鋁合金材料在擠壓加工過程中即可形成了棒、管、線等產品進而用于加工更加復雜的產品，用于各行業之中，發揮出更大的功效。

二、解決鋁合金加工變形的控制措施

（一）先進的加工技術解決鋁合金的加工變形

由于先進的加工技術合理的控制了零件加工過程中零件的切削力、夾緊力以及切削熱，所以它能夠有效的控制鋁合金材料加工過程中零件變形數量。所以應該采取先進的技術對鋁合金材料進行加工，比如利用電流變技術、激光加工技術、高速切削技術等。

（二）切削刀其解決鋁合金的變形

相比其他金屬而言，銘合金材料的硬度相對較低，因此在切割過程中降低了切削力，提升了切削的工作效率，但如此亦帶來另一個問題也即容易產生的積屑瘤，在一定程度上影響到其最終的成型質量。

同時，又要鋁材料具備較強的導熱性能，在切割過程中能夠產生巨大的熱量，處理不當容易導致零件在高溫的長期影響下發生變形。為此，在加工過程中要綜合材料的特性以及加工現場的環境等因素，確定一個最佳的刀具角度，以最大程度上減少切削環節帶來的熱量，避免材料發生變形，進而達到提升材料質量的目的，同時又能延長板材的使用壽命。

（三）冷處理解決鋁合金的加工變形

人工冷校形和振動時效是解決鋁合金加工變形中冷處理的主要方法之一。振動時效基本原理是通過機械的方式使零件產生振動現象，在振動過程中因受到力的作用，從而松弛或者重新分布位置以達到尺寸的穩定。相比熱處理方法而言，冷處理的優勢較為明顯，主要體現在成本低、生產周期短、資源耗費少等方面。此外，人工冷校形顧名思義則是當零件發生一定程度上變形之后通過一定的措施進行糾正，使之恢復到原來的形態。一般而言，人工冷校形有兩種方式，其一為借助外力直接進行校正，其二為通過不斷施加外力迫使內應力向外釋放以達到校正的目的。不論是采用哪種方式，均需要合理控制好力度，避免用力過度或用力不足。

（四）熱處理解決鋁合金的加工變形

隨著科技的發展當前對于鋁合金材料加工的方法較多，但是熱處理依然上較為常用的方法，發揮出的作用亦是較為理想的，同時通過運用不同的處理方式能夠應對不同的材料。例如，針對于結構復雜的鋁合金材料加工，則適應采用在粗加工的基礎之上進行熱處理，繼而到精加工的；對于注重精確度的零件加工而言，適宜采用在粗加工的與半加工的基礎之上進行熱處理，繼而達到精加工的目的，同時進一步對零件內部的內應力加以鞏固，以為后續安裝環節提供基礎，提供小角度范圍的“變形”以順利的安裝。

（五）解決鋁合金硬鋁板料變形的實例

淬火技術是材料加工過程中常用的技術之一，鋁合金硬鋁板料在此過程中內部應力會大為增加，而且內應力與板材的厚度之間成正比例關系也即當厚度增加，內應力則會同樣增加。因此，如果在加工過程中放任內應力的存在，那么在使用過程中不可避免的會發生板材變形的現象。

三、結語

綜上所述，鋁合金材料變形在實際運用過程中較為常見，導致鋁合金材料變形的原因是多樣化的，既有加工因素亦有環境因素，但前者是主要因素所在。為此，在當前以及未來鋁合金材料加工過程中要不斷優化加工技術以彌補材料本身的不足，最大程度上的減少鋁合金材料變形的概率。

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